JPH03105602A - 遠隔監視システムおよび遠隔監視方法 - Google Patents
遠隔監視システムおよび遠隔監視方法Info
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- JPH03105602A JPH03105602A JP2245967A JP24596790A JPH03105602A JP H03105602 A JPH03105602 A JP H03105602A JP 2245967 A JP2245967 A JP 2245967A JP 24596790 A JP24596790 A JP 24596790A JP H03105602 A JPH03105602 A JP H03105602A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 12
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
- B64G1/646—Docking or rendezvous systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D7/00—Indicating measured values
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、第１の物体と第２の物体とを組み立てる作
業を遠隔から監視するシステム、およびその遠隔監視方
法に関するものである。具体的には、例えば、宇宙航行
体と軌道上の宇宙基地とのドッキング時に用いて好適な
遠隔監視システムおよび遠隔監視方法に関する。
業を遠隔から監視するシステム、およびその遠隔監視方
法に関するものである。具体的には、例えば、宇宙航行
体と軌道上の宇宙基地とのドッキング時に用いて好適な
遠隔監視システムおよび遠隔監視方法に関する。
「従来の技術」
第１の物体と第２の物体との組み立てを遠隔から監視制
御するのは、極めて難しいということがロボット工学や
、宇宙工学分野において知られている。これは、特に、
操作者が制御対象を直接目視で確認することができない
からである。そこで、このような遠隔監視を行う場合、
従来では複数台のテレビカメラを用いて制御対象の直視
画像を生成し、これに基づいて組み立て作業等を行って
いた。
御するのは、極めて難しいということがロボット工学や
、宇宙工学分野において知られている。これは、特に、
操作者が制御対象を直接目視で確認することができない
からである。そこで、このような遠隔監視を行う場合、
従来では複数台のテレビカメラを用いて制御対象の直視
画像を生成し、これに基づいて組み立て作業等を行って
いた。
「発明が解決しようとする課題」
しかしながら、既存のシステムおよび手法にあっては、
単に制御対象を画像として表示するため、第１の物体と
第２の物体との相対変位を表す各種のパラメータを得る
ことができないばかりか、該パラメータｊこ基づいた効
果的で正確な遠隔制御を行うことができなかった。
単に制御対象を画像として表示するため、第１の物体と
第２の物体との相対変位を表す各種のパラメータを得る
ことができないばかりか、該パラメータｊこ基づいた効
果的で正確な遠隔制御を行うことができなかった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、第１
の物体と第２の物体との相対変位を表す各種のパラメー
タを生成し、該パラメータに応じて正確な遠隔制御を行
うことができる遠隔監視システムおよび遠隔監視方法を
提供することを目的としている。
の物体と第２の物体との相対変位を表す各種のパラメー
タを生成し、該パラメータに応じて正確な遠隔制御を行
うことができる遠隔監視システムおよび遠隔監視方法を
提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」
請求項ｌに記載の発明にあっては、第１の物体Ｎと第２
の物体Ｓとの組み立てを遠隔から監視する方法であって
、前記第１および第２の物体に各々設けられた第■の結
合部と第２の結合部とを対向させ、前記第２の物体Ｓに
対して前記第Ｉの物体Ｎを回転させる手段と、前記第２
の物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを側方に平行移動さ
せる手段と、前記第２の物体Ｓに対して前記第１の物体
Ｎを接近させる手段とによってなされる前記第２の結合
部と前記第１の結合部との相対変位制御を監視する遠隔
監視方法において、前記第１の結合部の所定位置を第１
原点０１とする直交座標で定義された第Ｉ基準座標（０
＋．Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）と、前記第２の結合部の所定位
置を第２原点Ｏ，とする直交座標で定義された第２基準
座標（Ｏ２、Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とを定義する定義過程
と、前記第１原点Ｏ，に対する前記第２原点Ｏ，の相対
変位および瞬時偏差値と、前記第１基準座標に対する前
記第２基準座標の瞬時カルダン角とを決定する決定過程
と、前記第１の物体Ｎに具備された表示手段に固定表示
された前記第１の結合部の輪郭を表す第Ｉ多角形に対し
、前記第１多角形と同一形状であって、前記第２の結合
部の輪郭を表す第２多角形が前記瞬時カルダン角に一致
するよう移動表示されると共に、前記第２多角形と相似
形であって、この第２多角形の内側で同方向をなす第３
多角形が前記相対変位に応じて移動表示される表示処理
過程と、前記第１の物体Ｎと前記第２の物体Ｓとの相対
変位が０になるまで、前記第３多角形を前記第２多角形
の中心に位置させると共に、前記第２多角形と前記第１
多角形とを一致するよう制御する制御過程とを有するこ
とを特徴としている。
の物体Ｓとの組み立てを遠隔から監視する方法であって
、前記第１および第２の物体に各々設けられた第■の結
合部と第２の結合部とを対向させ、前記第２の物体Ｓに
対して前記第Ｉの物体Ｎを回転させる手段と、前記第２
の物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを側方に平行移動さ
せる手段と、前記第２の物体Ｓに対して前記第１の物体
Ｎを接近させる手段とによってなされる前記第２の結合
部と前記第１の結合部との相対変位制御を監視する遠隔
監視方法において、前記第１の結合部の所定位置を第１
原点０１とする直交座標で定義された第Ｉ基準座標（０
＋．Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）と、前記第２の結合部の所定位
置を第２原点Ｏ，とする直交座標で定義された第２基準
座標（Ｏ２、Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とを定義する定義過程
と、前記第１原点Ｏ，に対する前記第２原点Ｏ，の相対
変位および瞬時偏差値と、前記第１基準座標に対する前
記第２基準座標の瞬時カルダン角とを決定する決定過程
と、前記第１の物体Ｎに具備された表示手段に固定表示
された前記第１の結合部の輪郭を表す第Ｉ多角形に対し
、前記第１多角形と同一形状であって、前記第２の結合
部の輪郭を表す第２多角形が前記瞬時カルダン角に一致
するよう移動表示されると共に、前記第２多角形と相似
形であって、この第２多角形の内側で同方向をなす第３
多角形が前記相対変位に応じて移動表示される表示処理
過程と、前記第１の物体Ｎと前記第２の物体Ｓとの相対
変位が０になるまで、前記第３多角形を前記第２多角形
の中心に位置させると共に、前記第２多角形と前記第１
多角形とを一致するよう制御する制御過程とを有するこ
とを特徴としている。
また、請求項８に記載の発明によれば、第１の物体Ｎと
第２の物体Ｓとの組み立てを遠隔から監視するシステム
であって、前記第１および第２の物体に各々設けられた
第１の結合部と第２の結合部とを対向させ、前記第２の
物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを回転させる手段と、
前記第２の物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを側方に平
行移動させる手段と、前記第２の物体Ｓに対して前記第
１の物体Ｎを接近させる手段とによってなされる前記第
２の結合部と前記第１の結合部との相対変位制御を監視
する遠隔監視システムにおいて、前記第１の結合部の所
定位置を第１原点とする直交座標の第１基準と、前記第
２の結合部の所定位置を第２原点とする直交座標の第２
基準とを定義しておき、前記第１基準に対する前記第２
基準の相対変位およびカルダン角を表す出力信号を発生
するマーキング手段と、前記出力信号から前記相対変位
の瞬時偏差値と、前記カルダン角の瞬時カルダン角とを
発生させる処理手段と、前記第１の物体Ｎに設けられ、
固定表示された前記第１の結合部の輪郭を表現する第１
多角形に対し、前記第！多角形と同一形状であって、前
記第２の結合部の輪郭を表現する第２多角形が前記瞬時
カルダン角に一致するよう移動表示すると共に、前記第
２多角形と相似形であって、この第２多角形の内側で同
方向をなす第３多角形が前記瞬時偏差値に応じて移動表
示する表示手段とを具備することを特徴としている。
第２の物体Ｓとの組み立てを遠隔から監視するシステム
であって、前記第１および第２の物体に各々設けられた
第１の結合部と第２の結合部とを対向させ、前記第２の
物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを回転させる手段と、
前記第２の物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを側方に平
行移動させる手段と、前記第２の物体Ｓに対して前記第
１の物体Ｎを接近させる手段とによってなされる前記第
２の結合部と前記第１の結合部との相対変位制御を監視
する遠隔監視システムにおいて、前記第１の結合部の所
定位置を第１原点とする直交座標の第１基準と、前記第
２の結合部の所定位置を第２原点とする直交座標の第２
基準とを定義しておき、前記第１基準に対する前記第２
基準の相対変位およびカルダン角を表す出力信号を発生
するマーキング手段と、前記出力信号から前記相対変位
の瞬時偏差値と、前記カルダン角の瞬時カルダン角とを
発生させる処理手段と、前記第１の物体Ｎに設けられ、
固定表示された前記第１の結合部の輪郭を表現する第１
多角形に対し、前記第！多角形と同一形状であって、前
記第２の結合部の輪郭を表現する第２多角形が前記瞬時
カルダン角に一致するよう移動表示すると共に、前記第
２多角形と相似形であって、この第２多角形の内側で同
方向をなす第３多角形が前記瞬時偏差値に応じて移動表
示する表示手段とを具備することを特徴としている。
「作用」
この発明によれば、マーキング手段が第１の物体に対す
る第２の物体の相対変位およびカルダン角を生成し、処
理手段がこれらに基づいて瞬時偏差および瞬時カルダン
角を算出する。そして、表示手段がこの瞬時偏差および
瞬時カルダン角を数値表示すると共に、グラフィック表
示する。
る第２の物体の相対変位およびカルダン角を生成し、処
理手段がこれらに基づいて瞬時偏差および瞬時カルダン
角を算出する。そして、表示手段がこの瞬時偏差および
瞬時カルダン角を数値表示すると共に、グラフィック表
示する。
「実施例」
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。第１図はこの発明による一実施例のシステム概要を
示す図である。この図において、Ｎは第Ｉの物体である
宇宙航行体、Ｓは第２の物体である軌道上の宇宙基地で
ある。ここで、宇宙航行体Ｎは、本発明による遠隔監視
システムおよび遠隔監視方法を用いて軌道上の宇宙基地
Ｓとランデブーする。この宇宙航行体Ｎの後部には、ド
ッキング部分Ｉが設けられ、一方、宇宙基地Ｓにもドッ
キング部分２が設けられている。これらドッキング部分
１．２はランデブー時に結合される。
る。第１図はこの発明による一実施例のシステム概要を
示す図である。この図において、Ｎは第Ｉの物体である
宇宙航行体、Ｓは第２の物体である軌道上の宇宙基地で
ある。ここで、宇宙航行体Ｎは、本発明による遠隔監視
システムおよび遠隔監視方法を用いて軌道上の宇宙基地
Ｓとランデブーする。この宇宙航行体Ｎの後部には、ド
ッキング部分Ｉが設けられ、一方、宇宙基地Ｓにもドッ
キング部分２が設けられている。これらドッキング部分
１．２はランデブー時に結合される。
この宇宙基地Ｓと宇宙航行体Ｎとの相対変位は、異なる
動作によって形成される。これら動作の第１は、宇宙航
行体Ｎを宇宙基地Ｓへ並進運動によって接近させる動作
がある。第２には、宇宙航行体Ｎを宇宙基地Ｓに対して
側方へ平行移動させる動作がある。第３には、宇宙航行
体Ｎを宇宙基地Ｓに対して回転移動させる動作がある。
動作によって形成される。これら動作の第１は、宇宙航
行体Ｎを宇宙基地Ｓへ並進運動によって接近させる動作
がある。第２には、宇宙航行体Ｎを宇宙基地Ｓに対して
側方へ平行移動させる動作がある。第３には、宇宙航行
体Ｎを宇宙基地Ｓに対して回転移動させる動作がある。
この発明による遠隔監視方法は、まず最初に第１の物体
Ｎ（以下、宇宙航行体Ｎを第１の物体と称す）における
第１基準を選択する。この第１基準は、第１図において
、０１を原点とする直交座標（Ｘａ．Ｙａ，Ｚａ）によ
って定義される。そして、第２の物体Ｓ（以下、宇宙基
地Ｓを第２の物体と称す）における第２基準、すなわち
、Ｏ，を原点とする直交座標（Ｘ ｓ， Ｙ ｓ， Ｚ
ｓ）を選択する。
Ｎ（以下、宇宙航行体Ｎを第１の物体と称す）における
第１基準を選択する。この第１基準は、第１図において
、０１を原点とする直交座標（Ｘａ．Ｙａ，Ｚａ）によ
って定義される。そして、第２の物体Ｓ（以下、宇宙基
地Ｓを第２の物体と称す）における第２基準、すなわち
、Ｏ，を原点とする直交座標（Ｘ ｓ， Ｙ ｓ， Ｚ
ｓ）を選択する。
ところで、この軌道上ランデブーを行う際のこれら２物
体間の相対的位置は、これを計算する周知の外部システ
ムによって得られるものと仮定する。また、このランデ
ブー時の監視は、第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに接近（
およそ１００ｍ）Ｌた時点から実施される。そして、こ
の時の第１の物体Ｎは、ドッキング部分ｌを第２の物体
Ｓのドッキング部分２に対向するよう姿勢を反転させる
。
体間の相対的位置は、これを計算する周知の外部システ
ムによって得られるものと仮定する。また、このランデ
ブー時の監視は、第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに接近（
およそ１００ｍ）Ｌた時点から実施される。そして、こ
の時の第１の物体Ｎは、ドッキング部分ｌを第２の物体
Ｓのドッキング部分２に対向するよう姿勢を反転させる
。
更に、上述した第１基準における原点Ｏｌは、ドッキン
グ部分１の重心位置に一致するものと仮定する。また、
原点０１にあっても、同様にドッキング部分２の重心位
置に一致するものとしている。
グ部分１の重心位置に一致するものと仮定する。また、
原点０１にあっても、同様にドッキング部分２の重心位
置に一致するものとしている。
また、第１の物体Ｎには、制御手段Ｐが具備され、この
手段Ｐの画面表示により相対変位を制御できるようにな
っている。なお、この制御手段Ｐの構成についてはその
説明を省略する。
手段Ｐの画面表示により相対変位を制御できるようにな
っている。なお、この制御手段Ｐの構成についてはその
説明を省略する。
次に、上述した第！および第２基準の定義に続く、この
遠隔監視方法について説明する。ここでは、第２の物体
Ｓに接近する第■の物体Ｎの第１基準（０＋，Ｘａ，Ｙ
ａ，Ｚａ）の相対変位と、この第１基準の原点０．と第
２基準の原点０，との間の瞬時煽差値とを決定する。更
に、第１基準座標（Ｘ ａ，Ｙ ａ， Ｚ ａ）に対す
る第２基準座標（Ｘ ｓ， Ｙ ｓ， Ｚ ｓ）のカル
ダン角、すなわち、ロール角、ビッヂ角、ヨー角を決定
する。これら角度を決定する際には、原点０＋．Ｏｔを
一致させて行う。こうした角度決定手法は、宇宙航行術
において周知のものであり、その詳細については省略す
る。なお、第１基準座標に対する第２基準座標のロール
角ψ，ピッチ角θ．ヨー角φの関係は、第２図に示す通
りである。
遠隔監視方法について説明する。ここでは、第２の物体
Ｓに接近する第■の物体Ｎの第１基準（０＋，Ｘａ，Ｙ
ａ，Ｚａ）の相対変位と、この第１基準の原点０．と第
２基準の原点０，との間の瞬時煽差値とを決定する。更
に、第１基準座標（Ｘ ａ，Ｙ ａ， Ｚ ａ）に対す
る第２基準座標（Ｘ ｓ， Ｙ ｓ， Ｚ ｓ）のカル
ダン角、すなわち、ロール角、ビッヂ角、ヨー角を決定
する。これら角度を決定する際には、原点０＋．Ｏｔを
一致させて行う。こうした角度決定手法は、宇宙航行術
において周知のものであり、その詳細については省略す
る。なお、第１基準座標に対する第２基準座標のロール
角ψ，ピッチ角θ．ヨー角φの関係は、第２図に示す通
りである。
このヨー角ψは、ＸｓＹｓ平而に投影した第１基準のＸ
ａ軸に第２基準のＸｓ軸を一致させるＺｓ軸回りの回転
角度である。ピッチ角θは、ＸｓＹｓ平面に投影したＸ
ａ軸と第１基準のＸａ軸とを一致させるＹｓ軸回りの回
転角度である。ロール角φは、ＸｓＹｓ平而に投影した
Ｙａ軸と第１基準のＹａ軸とを一致させるＸｓ軸回りの
回転角度である。
ａ軸に第２基準のＸｓ軸を一致させるＺｓ軸回りの回転
角度である。ピッチ角θは、ＸｓＹｓ平面に投影したＸ
ａ軸と第１基準のＸａ軸とを一致させるＹｓ軸回りの回
転角度である。ロール角φは、ＸｓＹｓ平而に投影した
Ｙａ軸と第１基準のＹａ軸とを一致させるＸｓ軸回りの
回転角度である。
これらの角度は、第１基準と関連づけて第１の物体Ｎに
配設されたカメラＣによって決定される。
配設されたカメラＣによって決定される。
このカメラＣのレンズは、第２の物体ＳのターゲットＲ
に合焦するようになっている。このターゲットｎは、第
２基準と関連づけられ、第２の物体Ｓに配設されている
。カメラＣから出力される画像信号は、コンピュータ３
によって画像処理か施される。そして、この画像処理に
よって瞬時カルダン角か生或される。この瞬時カルダン
角とは、第１基準座標に対する第２基準座標の瞬時ロー
ル角、瞬時ピッチ角、瞬時ヨー角である。また、この画
像処理では、第１基準の原点Ｏ，と第２基準の原点Ｏ，
との間の瞬時偏差値とを決定することができる。この瞬
時偏差の内、第【基準に対する第２基準や相対側方偏差
は、第１基準のＸａ軸およびＺａ軸から測定できる。ま
た、第１基準に対する第２基準の接近偏差は、第１基準
のＸａ軸から測定できる。
に合焦するようになっている。このターゲットｎは、第
２基準と関連づけられ、第２の物体Ｓに配設されている
。カメラＣから出力される画像信号は、コンピュータ３
によって画像処理か施される。そして、この画像処理に
よって瞬時カルダン角か生或される。この瞬時カルダン
角とは、第１基準座標に対する第２基準座標の瞬時ロー
ル角、瞬時ピッチ角、瞬時ヨー角である。また、この画
像処理では、第１基準の原点Ｏ，と第２基準の原点Ｏ，
との間の瞬時偏差値とを決定することができる。この瞬
時偏差の内、第【基準に対する第２基準や相対側方偏差
は、第１基準のＸａ軸およびＺａ軸から測定できる。ま
た、第１基準に対する第２基準の接近偏差は、第１基準
のＸａ軸から測定できる。
次に、上述した瞬時偏差およびカルダン角度（ψ，θ，
φ）を参照し、この遠隔監視方法による第１の物体Ｎの
変位制御について説明する。ここでは、第１の物体Ｎと
第２の物体Ｓとを確実に結合させるため、第１の物体Ｎ
の変位制御が搭乗者の遠隔制御により行われる。この遠
隔制御には、第１の物体Ｎに搭載された表示手段４が用
いられる。この表示手段４は、例えば、ビデオディスプ
レイ等が用いられ、このビデオディスプレイに前述した
カルダン角および瞬時偏差を表すパラメータや、幾何図
形が表示される。
φ）を参照し、この遠隔監視方法による第１の物体Ｎの
変位制御について説明する。ここでは、第１の物体Ｎと
第２の物体Ｓとを確実に結合させるため、第１の物体Ｎ
の変位制御が搭乗者の遠隔制御により行われる。この遠
隔制御には、第１の物体Ｎに搭載された表示手段４が用
いられる。この表示手段４は、例えば、ビデオディスプ
レイ等が用いられ、このビデオディスプレイに前述した
カルダン角および瞬時偏差を表すパラメータや、幾何図
形が表示される。
第３図は、このパラメータおよび幾何図形が表示される
表示手段４のディスプレイ画面を示す図である。この幾
何図形は、表示手段４の表示補助部に表示される。この
表示補助郎は、実線で描かれた第１正方形ＰＮと、破線
で描かれた十字線とからなる。この第１正方形ＰＮは、
ドッキング部分ｌの輪郭を模してあり、破線は第１基準
のＸａ，Ｚａ軸を表し、その中心が原点となる。また、
この表示浦助部には、破線の交点を中心とする円５が描
かれている。
表示手段４のディスプレイ画面を示す図である。この幾
何図形は、表示手段４の表示補助部に表示される。この
表示補助郎は、実線で描かれた第１正方形ＰＮと、破線
で描かれた十字線とからなる。この第１正方形ＰＮは、
ドッキング部分ｌの輪郭を模してあり、破線は第１基準
のＸａ，Ｚａ軸を表し、その中心が原点となる。また、
この表示浦助部には、破線の交点を中心とする円５が描
かれている。
上述した幾何図形は、表示補助部上を移動する第２正方
形ＰＳＩからなる。この第２正方形ＰＳｌは、第２の物
体におけるドッキング部分２の輪郭を模している。この
ような第２正方形ＰＳ１は、第１正方形ＰＮと同一形状
である。この第２正方形ＰＳＩが表示される表示補助部
上の瞬時位置および方向は、カルダン角（ψ，θ１φ）
の瞬時値に依存する。
形ＰＳＩからなる。この第２正方形ＰＳｌは、第２の物
体におけるドッキング部分２の輪郭を模している。この
ような第２正方形ＰＳ１は、第１正方形ＰＮと同一形状
である。この第２正方形ＰＳＩが表示される表示補助部
上の瞬時位置および方向は、カルダン角（ψ，θ１φ）
の瞬時値に依存する。
第２正方形ＰＳＩの内側には、これと相似で、かつ、同
じ向きの第３正方形ＰＳ２が表示される。
じ向きの第３正方形ＰＳ２が表示される。
この第３正方形ＰＳ２は、第２正方形ＰＳ■の内側で移
動し、その移動位置は第１の物体Ｎに対する第２の物体
Ｓの側方変位に依存する。なお、この側方変位は、前述
したように第１基準のＸａ，Ｚａ軸から測定されるもの
である。このように、固定された第１正方形ＰＮに対し
、カルダン角と瞬時偏差値とに応じて第２，第３正方形
の位置および向きが変わる巧妙な表示が行われる。なお
、こうした正方形の表示を可能にする処理については、
ここでは言及していない。
動し、その移動位置は第１の物体Ｎに対する第２の物体
Ｓの側方変位に依存する。なお、この側方変位は、前述
したように第１基準のＸａ，Ｚａ軸から測定されるもの
である。このように、固定された第１正方形ＰＮに対し
、カルダン角と瞬時偏差値とに応じて第２，第３正方形
の位置および向きが変わる巧妙な表示が行われる。なお
、こうした正方形の表示を可能にする処理については、
ここでは言及していない。
第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとを結合させる際の遠隔監
視は、次のように行う。まず、第２正方形ＰＳｆの内部
の第３正方形ＰＳ２センタリングさせ、次に、固定され
ている第１正方形ＰＮに第２正方形ＰＳｌか重なるよう
にする。このようにすることで、適正な姿勢で結合させ
ることができる。すなわち、上述したセンタリングおよ
び重ね合わせによって、第１基準座標のＸａ軸と第２基
準座標のＸｓ軸とが一致し、第１基準座標のＸａ，Ｚａ
軸と第２基準座標のＸｓ，Ｚｓ軸とが同じ向きになる。
視は、次のように行う。まず、第２正方形ＰＳｆの内部
の第３正方形ＰＳ２センタリングさせ、次に、固定され
ている第１正方形ＰＮに第２正方形ＰＳｌか重なるよう
にする。このようにすることで、適正な姿勢で結合させ
ることができる。すなわち、上述したセンタリングおよ
び重ね合わせによって、第１基準座標のＸａ軸と第２基
準座標のＸｓ軸とが一致し、第１基準座標のＸａ，Ｚａ
軸と第２基準座標のＸｓ，Ｚｓ軸とが同じ向きになる。
この時、第１基準座標と第２基準座標とが全て一致する
。
。
第３図は、第１の物体Ｎが表示エリアＺ２に示すカルダ
ン角を有し、表示エリアＺｌに示す大きな側方変位を有
する場合の一例を示すものである。
ン角を有し、表示エリアＺｌに示す大きな側方変位を有
する場合の一例を示すものである。
この場合、第２正方形ＰＳ１が第１正方形ＰＮに対して
左側に傾斜し、大きなロール角で有ることを表示してい
る。さらに、第２正方形Ｐｓｌ内部の第３正方形ＰＳ２
にあっては、中央より右下に位置している。こうした位
置は、第１の物体Ｎが右に大きくずれていることを表示
するものである。
左側に傾斜し、大きなロール角で有ることを表示してい
る。さらに、第２正方形Ｐｓｌ内部の第３正方形ＰＳ２
にあっては、中央より右下に位置している。こうした位
置は、第１の物体Ｎが右に大きくずれていることを表示
するものである。
前述した第３正方形ＰＳ２の位置表示を直観的に判断で
きるようにするため、第２正方形ＰＳＩの頂点Ａと第３
正方形ＰＳ２のＡ゜とを線分で結び、遠近像とする。こ
の場合、第３正方形ＰＳ２が第２正方形ＰＳＩの中央に
位置すると、各頂点の線分ＡＡ’は全て同じ長さになる
。さらに、これら正方形を識別し易くするため、例えば
、第１正方形ＰＮを黄色、第２および第３正方形を青色
にして表示色を変える。このようにすると、より直観的
に識別することができる。
きるようにするため、第２正方形ＰＳＩの頂点Ａと第３
正方形ＰＳ２のＡ゜とを線分で結び、遠近像とする。こ
の場合、第３正方形ＰＳ２が第２正方形ＰＳＩの中央に
位置すると、各頂点の線分ＡＡ’は全て同じ長さになる
。さらに、これら正方形を識別し易くするため、例えば
、第１正方形ＰＮを黄色、第２および第３正方形を青色
にして表示色を変える。このようにすると、より直観的
に識別することができる。
第１基準のＸａ，Ｚａ軸に沿って測定される側方変位と
、Ｘａ軸に沿って測定される原点０ ．，０ ，間の距
離とは表示エリアＺｌに表示される。第３図に示す一例
にあっては、距離Ｘは７５．３ｍ．側方変位ＹＲおよび
ＺＬはそれぞれ５ ．２ ２ｍ，２ ．４ ０ｍと表示
されている。側方変位Ｙには、文字ｒＲＪが添えられ、
第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに対して右方に位置するこ
とを表している。ここで、第１の物体Ｎが左方に位置し
ている場合には、文字ｒＬＪが添えられる。一方、側方
変位Ｚには、文字ｒＬＪが添えられ、第１の物体Ｎが第
２の物体Ｓに対して下方に位置することを表している。
、Ｘａ軸に沿って測定される原点０ ．，０ ，間の距
離とは表示エリアＺｌに表示される。第３図に示す一例
にあっては、距離Ｘは７５．３ｍ．側方変位ＹＲおよび
ＺＬはそれぞれ５ ．２ ２ｍ，２ ．４ ０ｍと表示
されている。側方変位Ｙには、文字ｒＲＪが添えられ、
第１の物体Ｎが第２の物体Ｓに対して右方に位置するこ
とを表している。ここで、第１の物体Ｎが左方に位置し
ている場合には、文字ｒＬＪが添えられる。一方、側方
変位Ｚには、文字ｒＬＪが添えられ、第１の物体Ｎが第
２の物体Ｓに対して下方に位置することを表している。
ここで、第１の物体Ｎが上方に位置している場合には、
文字ｒｌ−ＩＪが添えられる。これらも、上述したよう
に色分け表示されている。例えば、文字ｒＸ Ｊ，ｒＹ
Ｊ，「Ｚ」およびｒＭＪを黒地に白文字とし、図形や
文字ｒｒ？ ＪＪＬ ＪおよびｒＨＪを緑色とする。
文字ｒｌ−ＩＪが添えられる。これらも、上述したよう
に色分け表示されている。例えば、文字ｒＸ Ｊ，ｒＹ
Ｊ，「Ｚ」およびｒＭＪを黒地に白文字とし、図形や
文字ｒｒ？ ＪＪＬ ＪおよびｒＨＪを緑色とする。
カルダン角であるヨー角ψ．ピッチ角θ．ロール角φは
、それぞれ表示エリアＺ２に表示される。
、それぞれ表示エリアＺ２に表示される。
第３図に示す一例においては、ヨー角ψは一〇，８７゜
ビッヂ角θは２．５６゜ ロール角φは４．０９゜と
表示されている。なお、この表示エリアＺ２も色分け表
示されており、例えば、「ＹＡＷ（ヨー）」、ｒＰＩＴ
ｃＨ（ピッチ）」およびｒＲ Ｏｆ， Ｌ （ロール）
」を白文字、各角度の値およびシンボルを緑色にする。
ビッヂ角θは２．５６゜ ロール角φは４．０９゜と
表示されている。なお、この表示エリアＺ２も色分け表
示されており、例えば、「ＹＡＷ（ヨー）」、ｒＰＩＴ
ｃＨ（ピッチ）」およびｒＲ Ｏｆ， Ｌ （ロール）
」を白文字、各角度の値およびシンボルを緑色にする。
第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとは、次の状態で完全に結
合する。すなわち、第１正方形ＰＮ上に第２正方形ＰＳ
ｌが正確に重なり、しかも、第３正方形ＰＳ２が第２正
方形ＰＳＩの中心に位置する状況である。そして、ヨー
，ピッチ．ロール角と、側方変位Ｙ，Ｚと、距Ｈｘとが
全て０の値となることである。このような監視は、相対
動作制御を可能にしている。この相対動作とは、目標に
対して被制御物を前後、左右、上下に移動させることを
指す。
合する。すなわち、第１正方形ＰＮ上に第２正方形ＰＳ
ｌが正確に重なり、しかも、第３正方形ＰＳ２が第２正
方形ＰＳＩの中心に位置する状況である。そして、ヨー
，ピッチ．ロール角と、側方変位Ｙ，Ｚと、距Ｈｘとが
全て０の値となることである。このような監視は、相対
動作制御を可能にしている。この相対動作とは、目標に
対して被制御物を前後、左右、上下に移動させることを
指す。
カルダン角の瞬時値を処理する過程では、第１の物体Ｎ
の運動に応じて変化する瞬時カルダン角速度（ψ゜，θ
″，φ′）が表示手段４にディスプレイされる。この瞬
時カルダン角速度は、カルダン角の時間変化から容易に
求めることができ、これは固定されたスケール上を移動
するカーソルによって示される。例えば、ヨー角の角速
度ψ″は表示エリアＺ３に表示される。第３図に示す一
例にあっては、スケール７上をカーソル６によって「ｏ
，７２」と表示されており、これは０．７２゜／ｓｅｃ
を意味している。このスケール７の中央には、三角マー
ク８が位置しており、この位置は前述した表示補助部に
描かれた第１基準座標のＺａ軸の延長線上となる。この
スケール７には、停止リミット９．ｌＯがあり、通常の
操作においては、この停止りミット９，１０の範囲内に
カーソル６か位置する。このような表示エリアＺ３を更
に発展させ、色分け表示することもできる。この場合、
例えば、カーソル６を黄色、このカーソル６内のヨー角
角速度値を緑色で表示する。停止リミット９．１０は、
それぞれ赤色部分と白色部分とが交互に置かれて表示さ
れ、拡張部ＩＩはこはく色で表示される。スケール７の
中央部に位置する三角マーク８は白色で表示される。カ
ーソル６がこの三角マーク８より右側にある程、ヨー角
速度は増加する。
の運動に応じて変化する瞬時カルダン角速度（ψ゜，θ
″，φ′）が表示手段４にディスプレイされる。この瞬
時カルダン角速度は、カルダン角の時間変化から容易に
求めることができ、これは固定されたスケール上を移動
するカーソルによって示される。例えば、ヨー角の角速
度ψ″は表示エリアＺ３に表示される。第３図に示す一
例にあっては、スケール７上をカーソル６によって「ｏ
，７２」と表示されており、これは０．７２゜／ｓｅｃ
を意味している。このスケール７の中央には、三角マー
ク８が位置しており、この位置は前述した表示補助部に
描かれた第１基準座標のＺａ軸の延長線上となる。この
スケール７には、停止リミット９．ｌＯがあり、通常の
操作においては、この停止りミット９，１０の範囲内に
カーソル６か位置する。このような表示エリアＺ３を更
に発展させ、色分け表示することもできる。この場合、
例えば、カーソル６を黄色、このカーソル６内のヨー角
角速度値を緑色で表示する。停止リミット９．１０は、
それぞれ赤色部分と白色部分とが交互に置かれて表示さ
れ、拡張部ＩＩはこはく色で表示される。スケール７の
中央部に位置する三角マーク８は白色で表示される。カ
ーソル６がこの三角マーク８より右側にある程、ヨー角
速度は増加する。
次に、ピッチ角速度θ゜は、上述した表示エリアＺ３と
同様の形態により表示エリアＺ４に表示される。第３図
に示す一例にあっては、スケールｌ３上をカーソル１２
によってｒｌ ．５ ８Ｊと表示されており、これは！
．５８゜／ｓｅｃを意味している。このスケール１３の
中央には、三角マークが位置しており、この位置は前述
した表示補助部に描かれた第１基準座標のＹａ軸の延長
線上となる。
同様の形態により表示エリアＺ４に表示される。第３図
に示す一例にあっては、スケールｌ３上をカーソル１２
によってｒｌ ．５ ８Ｊと表示されており、これは！
．５８゜／ｓｅｃを意味している。このスケール１３の
中央には、三角マークが位置しており、この位置は前述
した表示補助部に描かれた第１基準座標のＹａ軸の延長
線上となる。
このスケール１３には、停止リミット１４．１１５があ
る。
る。
更に、ロール角速度φ′は、表示エリアＺ５に表示され
る。この表示エリアＺ５にあっても、上述した表示エリ
アＺ ３ ，Ｚ ４と同様にして色分け表示されている
。第３図に示す一例にあっては、スケールｌ３上をカー
ソル１２によってｒｌ ．５ ８Ｊと表示されており、
これは目．５８゜／ｓｅｃを意味している。このスケー
ルｌ７の中央には、三角マーク２０が位置しており、こ
の位置は前述した表示補助部に描かれた第１基準座標の
Ｚａ軸の延長線上となる。このスケールｌ７には、終端
１８，ｌ９がある。カーソルＩ６が左側に行く程、その
ロール角速度は減少する。
る。この表示エリアＺ５にあっても、上述した表示エリ
アＺ ３ ，Ｚ ４と同様にして色分け表示されている
。第３図に示す一例にあっては、スケールｌ３上をカー
ソル１２によってｒｌ ．５ ８Ｊと表示されており、
これは目．５８゜／ｓｅｃを意味している。このスケー
ルｌ７の中央には、三角マーク２０が位置しており、こ
の位置は前述した表示補助部に描かれた第１基準座標の
Ｚａ軸の延長線上となる。このスケールｌ７には、終端
１８，ｌ９がある。カーソルＩ６が左側に行く程、その
ロール角速度は減少する。
次に、表示エリアＺ６について説明する。この表示エリ
アＺ６には、第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとが接近する
際の瞬時変位、すなわち、接近速度Ｘ゜が表示される。
アＺ６には、第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとが接近する
際の瞬時変位、すなわち、接近速度Ｘ゜が表示される。
第３図に示す一例にあっては、移動スケール２２上の固
定カーソル２ｌによってＮ５０Ｊと表示されており、こ
れは接近速度が１ ５ ０ ｍｍ／ ｓｅｃであること
を意味している。この移動スケール２２には、停止端２
３と三角マーク２４とが位置しており、これは接近速度
Ｘ゜を指示する。この接近速度Ｘ゛は、例えば、１０秒
後の予測値であり、ｄＸ’／ｄｔの比率間隔のレティク
ルによってその傾向が示される。矢印２５は、接近速度
Ｘ゜の増減を指示するものであり、例えば、この矢印２
５が下向きになっている場合には、２物体間の相対接近
速度を減少させる。
定カーソル２ｌによってＮ５０Ｊと表示されており、こ
れは接近速度が１ ５ ０ ｍｍ／ ｓｅｃであること
を意味している。この移動スケール２２には、停止端２
３と三角マーク２４とが位置しており、これは接近速度
Ｘ゜を指示する。この接近速度Ｘ゛は、例えば、１０秒
後の予測値であり、ｄＸ’／ｄｔの比率間隔のレティク
ルによってその傾向が示される。矢印２５は、接近速度
Ｘ゜の増減を指示するものであり、例えば、この矢印２
５が下向きになっている場合には、２物体間の相対接近
速度を減少させる。
このような表示エリアＺ６をさらに発展させ、色分け表
示することもできる。この場合、例えば、停止端２３を
赤と白で色分けし、インジケータ２６をこはく色で表示
する。スケール２２と数字とを白色、カーソル２ｌを黄
色で表示する。
示することもできる。この場合、例えば、停止端２３を
赤と白で色分けし、インジケータ２６をこはく色で表示
する。スケール２２と数字とを白色、カーソル２ｌを黄
色で表示する。
次に、表示エリアＺ７について説明する。この表示エリ
アＺ７には、第１基準座標のＹａ軸に沿って測定された
移動変位Ｙおよびその変位方向が表，示される。第３図
に示す一例にあっては、２つの停止リミット２８．２９
によって定義される固定スケールにおいて移動するひし
形カーソル２７により移動変位Ｙが表示される。この停
止リミット２８．２９は、それぞれ２つの円から形成さ
れる。
アＺ７には、第１基準座標のＹａ軸に沿って測定された
移動変位Ｙおよびその変位方向が表，示される。第３図
に示す一例にあっては、２つの停止リミット２８．２９
によって定義される固定スケールにおいて移動するひし
形カーソル２７により移動変位Ｙが表示される。この停
止リミット２８．２９は、それぞれ２つの円から形成さ
れる。
上述したスケールの中央には、セグメント３０が位置し
ており、この位置は前述した表示補助部に描かれた第１
基準座標のＺａ軸の延長線上となる。
ており、この位置は前述した表示補助部に描かれた第１
基準座標のＺａ軸の延長線上となる。
矢印３ｌは、ｌＯ秒後における移動変位Ｙの変位方向を
示し、この例にあっては、移動変位Ｙの変位方向が右方
向の傾向にあることを表している。
示し、この例にあっては、移動変位Ｙの変位方向が右方
向の傾向にあることを表している。
こうした表示エリアを色分け表示する場合、例えば、停
止リミット２８．２９を白色、セグメント３０を黄色、
矢印３１を緑色、そしてひし形カーソル２７をマゼンタ
で表示する。
止リミット２８．２９を白色、セグメント３０を黄色、
矢印３１を緑色、そしてひし形カーソル２７をマゼンタ
で表示する。
次に、表示エリアＺ８は、上述した表示エリアＺ７と同
じ表示形態となる。この表示エリアＺ８には、第１基準
座標のＺａ軸に沿って測定された移動変位Ｚおよびその
変位方向が表示される。そして、これらの表示は、表示
エリアＺ７と同様に色分けされる。第３図に示すように
、ひし形カーソル３２がスケール中央より上に位置して
おり、セグメント３５から上向きの矢印３６が表示され
ている。このような状況は、移動変位Ｚが上方にあるこ
とを表示している。
じ表示形態となる。この表示エリアＺ８には、第１基準
座標のＺａ軸に沿って測定された移動変位Ｚおよびその
変位方向が表示される。そして、これらの表示は、表示
エリアＺ７と同様に色分けされる。第３図に示すように
、ひし形カーソル３２がスケール中央より上に位置して
おり、セグメント３５から上向きの矢印３６が表示され
ている。このような状況は、移動変位Ｚが上方にあるこ
とを表示している。
表示手段４の表示部中央には、円５の円周に沿って三角
マーク３７が表示される。この三角マーク３７は、前述
したロール角φに応じた角度位置に表示されるようにな
っている。
マーク３７が表示される。この三角マーク３７は、前述
したロール角φに応じた角度位置に表示されるようにな
っている。
第１の物体Ｎに搭載されたカメラＣによって撮影したタ
ーゲットＲは、像Ｒ゜として上述した円５の内側に表示
される。この像Ｒ′は、前述した正方形Ｐｓｉ，ＰＳ２
と重なって表示されるようになっている。そして、第１
の物体Ｎの搭乗者がこの像Ｒ゜の表示位置に応じて２物
体間の結合を遠隔監視する。例えば、第１の物体Ｎに対
する第２の物体Ｓの対向面方向がずれないようにするた
め、Ｙａ，Ｚａ軸で規定される横平面における第２正方
形ＰＳＩおよび第３正方形ＰＳ２の方向と、この像Ｒ゜
とを一致させる。
ーゲットＲは、像Ｒ゜として上述した円５の内側に表示
される。この像Ｒ′は、前述した正方形Ｐｓｉ，ＰＳ２
と重なって表示されるようになっている。そして、第１
の物体Ｎの搭乗者がこの像Ｒ゜の表示位置に応じて２物
体間の結合を遠隔監視する。例えば、第１の物体Ｎに対
する第２の物体Ｓの対向面方向がずれないようにするた
め、Ｙａ，Ｚａ軸で規定される横平面における第２正方
形ＰＳＩおよび第３正方形ＰＳ２の方向と、この像Ｒ゜
とを一致させる。
次に、第４図は上述した像Ｒ゛を形成するシステムの構
成を示すブロック図である。この図において、４０はカ
メラＣとターゲットＲとから構成されるマーキング手段
である。このマーキング手段４０の映像出力信号４１か
ら前述したカルダン角および瞬時変位が生成される。こ
のマーキング手段４０は、ターゲットＲを構成するりフ
レクタＲ ＋ ， Ｒ ｔ ， Ｒ ３， Ｒ ４およ
びＲ，の特性を取り入れる。
成を示すブロック図である。この図において、４０はカ
メラＣとターゲットＲとから構成されるマーキング手段
である。このマーキング手段４０の映像出力信号４１か
ら前述したカルダン角および瞬時変位が生成される。こ
のマーキング手段４０は、ターゲットＲを構成するりフ
レクタＲ ＋ ， Ｒ ｔ ， Ｒ ３， Ｒ ４およ
びＲ，の特性を取り入れる。
すなわち、カメラＣによって撮像されたターゲットＲの
各リフレクタＲ，〜Ｒ５の写り具合に応じてカルダン角
および瞬時変位が定義される。なお、この定義について
は後述する。なお、このカメラＣには、ＣＣＤ型のビデ
オカメラ等が好適である。
各リフレクタＲ，〜Ｒ５の写り具合に応じてカルダン角
および瞬時変位が定義される。なお、この定義について
は後述する。なお、このカメラＣには、ＣＣＤ型のビデ
オカメラ等が好適である。
映像出力信号４ｌは、コンピュータ３に供給される。こ
のコンピュータ３は、カルダン角および瞬時変位を生戊
するための処理を実行するものである。また、このコン
ピュータ３に接続されるメモリ４２には、前述した各種
パラメータが記録される。４は液晶や、カソードディス
プレイ等によりカラー表示を行う表示手段である。この
表示手段４には、コンピュータ３から出力される制御信
号４３が供給される。これにより、第３図に示した画面
が表示され、遠隔監視用のモニタとなる。
のコンピュータ３は、カルダン角および瞬時変位を生戊
するための処理を実行するものである。また、このコン
ピュータ３に接続されるメモリ４２には、前述した各種
パラメータが記録される。４は液晶や、カソードディス
プレイ等によりカラー表示を行う表示手段である。この
表示手段４には、コンピュータ３から出力される制御信
号４３が供給される。これにより、第３図に示した画面
が表示され、遠隔監視用のモニタとなる。
次に、第５図はターゲットＲの構造を示す外観図である
。このターゲットＲを構成するリフレクタＲ１〜Ｒ，は
、一辺の大きさがＣｔの正方形である。リフレクタＲ
１， Ｒ ’ｓは、それぞれ第２基準座標のＺｓ軸上に
配設され、リフレクタＲ ｔ ． Ｒ ４はそれぞれ同
座標のＹｓ軸に平行なＹｃ軸上に配設される。そして、
これらリフレクタＲ，〜Ｒ４は、第２基準座標における
Ｙ ｓ， Ｚ ｓ平面上で原点Ｏから等距ｆｉＬを隔て
て配置されている。リフレクタＲ，は、この原点Ｏから
距ＨＤを介して前記Ｙ ｓ， Ｚ ｓ平面上に配設され
ている。このリフレクタＲ，は、一辺の大きさがｃ２（
Ｃ２＞ｃｌ）の正方形である。
。このターゲットＲを構成するリフレクタＲ１〜Ｒ，は
、一辺の大きさがＣｔの正方形である。リフレクタＲ
１， Ｒ ’ｓは、それぞれ第２基準座標のＺｓ軸上に
配設され、リフレクタＲ ｔ ． Ｒ ４はそれぞれ同
座標のＹｓ軸に平行なＹｃ軸上に配設される。そして、
これらリフレクタＲ，〜Ｒ４は、第２基準座標における
Ｙ ｓ， Ｚ ｓ平面上で原点Ｏから等距ｆｉＬを隔て
て配置されている。リフレクタＲ，は、この原点Ｏから
距ＨＤを介して前記Ｙ ｓ， Ｚ ｓ平面上に配設され
ている。このリフレクタＲ，は、一辺の大きさがｃ２（
Ｃ２＞ｃｌ）の正方形である。
カメラＣは、第１基準座標のＸａ軸と一致するように方
向づけられている。そして、第６図に示すように、第２
基準とカメラＣとの距離や、第２基準に対するカメラＣ
の視準方向および位置に応じてＺａ，Ｙａ軸平面におけ
るターゲットＲの見え方が変化する。このようなターゲ
ットＲの像がコンピュータ３によって画像解析が施され
、この解析結果であるカルダン角および瞬時変位が表示
手段４に表示される。
向づけられている。そして、第６図に示すように、第２
基準とカメラＣとの距離や、第２基準に対するカメラＣ
の視準方向および位置に応じてＺａ，Ｙａ軸平面におけ
るターゲットＲの見え方が変化する。このようなターゲ
ットＲの像がコンピュータ３によって画像解析が施され
、この解析結果であるカルダン角および瞬時変位が表示
手段４に表示される。
この表示手段４において、例えば、第１の物体Ｎが第２
の物体Ｓから１００ｍ離れ、この時のカルダン角の角度
偏差が５゜である場合には、第２正方形ＰＳ１と第３正
方形ＰＳ２とは大きく外れる。これと位置ずれて２物体
間の距離が５ｍの場合には、角度偏差はわずか０．５゜
になる。このように、最大偏差は第１の物体Ｎと第２の
物体Ｓとの間の距離に応じて変化し、その精度も距離に
応じて向上する。この精度向上は、この実施例における
宇宙航行体Ｎと宇宙基地Ｓとのドッキング時の変位制御
を容易にする。
の物体Ｓから１００ｍ離れ、この時のカルダン角の角度
偏差が５゜である場合には、第２正方形ＰＳ１と第３正
方形ＰＳ２とは大きく外れる。これと位置ずれて２物体
間の距離が５ｍの場合には、角度偏差はわずか０．５゜
になる。このように、最大偏差は第１の物体Ｎと第２の
物体Ｓとの間の距離に応じて変化し、その精度も距離に
応じて向上する。この精度向上は、この実施例における
宇宙航行体Ｎと宇宙基地Ｓとのドッキング時の変位制御
を容易にする。
なお、上述した実施例は、宇宙航行体Ｎと宇宙基地Ｓと
のドッキングに適用した例であるが、これに限定される
ことはなく、ロボット工学分野等にも適用することがで
きる。この場合、第１の物体を固定されたロボットアー
ムとし、該ロボットアームによって第２の物体と結合さ
せる。
のドッキングに適用した例であるが、これに限定される
ことはなく、ロボット工学分野等にも適用することがで
きる。この場合、第１の物体を固定されたロボットアー
ムとし、該ロボットアームによって第２の物体と結合さ
せる。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、マーキング手
段が第１の物体に対する第２の物体の相対変位およびカ
ルダン角を生成し、処理手段がこれらに基づいて瞬時偏
差および瞬時カルダン角を算出する。そして、表示手段
がこの瞬時偏差および瞬時カルダン角を数値表示すると
共に、グラフィック表示するので、第１の物体と第２の
物体との相対変位を表す各種のパラメータを生成し、該
パラメータに応じて正確な遠隔制御を行うことができる
。
段が第１の物体に対する第２の物体の相対変位およびカ
ルダン角を生成し、処理手段がこれらに基づいて瞬時偏
差および瞬時カルダン角を算出する。そして、表示手段
がこの瞬時偏差および瞬時カルダン角を数値表示すると
共に、グラフィック表示するので、第１の物体と第２の
物体との相対変位を表す各種のパラメータを生成し、該
パラメータに応じて正確な遠隔制御を行うことができる
。
第１図はこの発明による一実施例のシステム概要を示す
図、第２図は同実施例におけるカルダン角を説明するた
めの図、第３図は同実施例における表示画面を示す図、
第４図は同実施例におけるターゲット像Ｒ′を形成する
システムの構成を示す図、第５図は同実施例におけるタ
ーゲットＲの構造を示す外観図、第６図はターゲットＲ
゜像の一例を示す図である。 Ｎ・・・・・・宇宙航行体（第１の物体）、Ｓ・・・・
・・宇宙基地（第２の物体）、１．２・・・・・・ドッ
キング装置、Ｃ・・・・・・カメラ、 Ｒ・・・・・・ターゲット、 ３ ・・・ ・・コンビュ ータ、 ４ ・・・・・表示手段。
図、第２図は同実施例におけるカルダン角を説明するた
めの図、第３図は同実施例における表示画面を示す図、
第４図は同実施例におけるターゲット像Ｒ′を形成する
システムの構成を示す図、第５図は同実施例におけるタ
ーゲットＲの構造を示す外観図、第６図はターゲットＲ
゜像の一例を示す図である。 Ｎ・・・・・・宇宙航行体（第１の物体）、Ｓ・・・・
・・宇宙基地（第２の物体）、１．２・・・・・・ドッ
キング装置、Ｃ・・・・・・カメラ、 Ｒ・・・・・・ターゲット、 ３ ・・・ ・・コンビュ ータ、 ４ ・・・・・表示手段。
Claims (14)
- （１）第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとの組み立てを遠隔
から監視する方法であって、前記第１および第２の物体
に各々設けられた第１の結合部と第２の結合部とを対向
させ、前記第２の物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを回
転させる手段と、前記第２の物体Ｓに対して前記第１の
物体Ｎを側方に平行移動させる手段と、前記第２の物体
Ｓに対して前記第１の物体Ｎを接近させる手段とによっ
てなされる前記第２の結合部と前記第１の結合部との相
対変位制御を監視する遠隔監視方法において、前記第１
の結合部の所定位置を第１原点Ｏ＿１とする直交座標で
定義された第１基準座標（Ｏ＿ｉ、Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ）
と、前記第２の結合部の所定位置を第２原点Ｏ＿２とす
る直交座標で定義された第２基準座標（Ｏ＿２、Ｘａ、
Ｙａ、Ｚａ）とを定義する定義過程と、前記第１原点Ｏ
＿１に対する前記第２原点Ｏ＿２の相対変位および瞬時
偏差値と、前記第１基準座標に対する前記第２基準座標
の瞬時カルダン角とを決定する決定過程と、 前記第１の物体Ｎに具備された表示手段に固定表示され
た前記第１の結合部の輪郭を表す第１多角形に対し、前
記第１多角形と同一形状であって、前記第２の結合部の
輪郭を表す第２多角形が前記瞬時カルダン角に一致する
よう移動表示されると共に、前記第２多角形と相似形で
あって、この第２多角形の内側で同方向をなす第３多角
形が前記相対変位に応じて移動表示される表示処理過程
と、前記第１の物体Ｎと前記第２の物体Ｓとの相対変位
が０になるまで、前記第３多角形を前記第２多角形の中
心に位置させると共に、前記第２多角形と前記第１多角
形とを一致するよう制御する制御過程とを有することを
特徴とする遠隔監視方法。 - （２）前記表示処理過程は、前記瞬時カルダン角の角速
度を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１
記載の遠隔監視方法。 - （３）前記表示処理過程は、前記相対変位の内、前記第
２の物体Ｓに対する前記第１の物体Ｎの接近速度を前記
表示手段に表示することを特徴とする請求項１記載の遠
隔監視方法。 - （４）前記表示処理過程は、固定されたスケール上を移
動するカーソルによって前記相対変位の内の側方変位を
表示すると共に、この側方変位の予想値を所定の記号で
表示することを特徴とする請求項３記載の遠隔監視方法
。 - （５）前記表示処理過程は、固定されたスケール上を移
動するカーソルによって前記瞬時カルダン角の角速度を
表示することを特徴とする請求項４記載の遠隔監視方法
。 - （６）前記表示処理過程は、前記第１の物体Ｎと前記第
２の物体Ｓとの距離が減少するにつれて、前記カーソル
、前記第２多角形および前記第３多角形によって示され
る各値の表示精度が向上することを特徴とする請求項５
記載の遠隔監視方法。 - （７）前記表示処理過程は、固定されたカーソルが指し
示す移動スケール値により前記接近速度が表示されると
共に、該接近速度の増減が所定の記号で表示されること
を特徴とする請求項３記載の遠隔監視方法。 - （８）第１の物体Ｎと第２の物体Ｓとの組み立てを遠隔
から監視するシステムであって、前記第１および第２の
物体に各々設けられた第１の結合部と第２の結合部とを
対向させ、前記第２の物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎ
を回転させる手段と、前記第２の物体Ｓに対して前記第
１の物体Ｎを側方に平行移動させる手段と、前記第２の
物体Ｓに対して前記第１の物体Ｎを接近させる手段とに
よってなされる前記第２の結合部と前記第１の結合部と
の相対変位制御を監視する遠隔監視システムにおいて、 前記第１の結合部の所定位置を第１原点とする直交座標
の第１基準と、前記第２の結合部の所定位置を第２原点
とする直交座標の第２基準とを定義しておき、前記第１
基準に対する前記第２基準の相対変位およびカルダン角
を表す出力信号を発生するマーキング手段と、 前記出力信号から前記相対変位の瞬時偏差値と、前記カ
ルダン角の瞬時カルダン角とを発生させる処理手段と、 前記第１の物体Ｎに設けられ、固定表示された前記第１
の結合部の輪郭を表現する第１多角形に対し、前記第１
多角形と同一形状であって、前記第２の結合部の輪郭を
表現する第２多角形が前記瞬時カルダン角に一致するよ
う移動表示すると共に、前記第２多角形と相似形であっ
て、この第２多角形の内側で同方向をなす第３多角形が
前記瞬時偏差値に応じて移動表示する表示手段とを具備
することを特徴とする遠隔監視システム。 - （９）前記マーキング手段は、前記第２の物体Ｓに搭載
されたターゲットと、前記第１の物体Ｎに搭載され、前
記ターゲット像を撮像して前記相対変位と前記カルダン
角とを表す信号を出力する信号発生手段とから構成され
ることを特徴とする請求項８記載の遠隔監視システム。 - （１０）前記信号発生手段は、ビデオカメラによって構
成されることを特徴とする請求項９記載の遠隔監視シス
テム。 - （１１）前記表示手段は、前記第１、第２および第３多
角形と前記ターゲット像とを重ね合せて表示することを
特徴とする請求項１０記載の遠隔監視システム。 - （１２）前記表示手段は、色分け表示することを特徴と
する請求項１１記載の遠隔監視システム。 - （１３）前記第１の物体Ｎにロボットアームを搭載し、
該ロボットアームによって前記第２の物体Ｓを該物体Ｎ
に結合させることを特徴とする請求項１乃至１２記載の
遠隔監視システム。 - （１４）前記第１の物体Ｎを宇宙航行体とし、前記第２
の物体Ｓを軌道上の宇宙基地として前記第１の結合部と
前記第２の結合部とをランデブーさせることを特徴とす
る請求項１乃至１２記載の遠隔監視システム。
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